精品解析：甘肃省甘南州夏河县夏河中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题（解析版）

2022-2023学年度第一学期高二物理必修三期中考试

一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。）

1. 关于电流的概念，下列说法中正确的是（　　）

A. 通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

B. 某一导体内电子运动的速率越大，电流越大

C. 单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大

D. 电流的传导速率越大，电流越大

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．根据

可知，通过导体横截面的电荷量越多，电流不一定越大，选项A错误；

B．根据

I=neSv

可知，某一导体内电子运动的速率越大，电流不一定越大，选项B错误；

C．根据

可知，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，电流越大，选项C正确；

D．电流的传递速率等于光速，电流的传导速率越大，电流不一定越大，选项D错误。

故选C。

2. 两根完全相同的金属裸导线，如果把一根导线对折起来当一条导线(R1)使用，把另一根均匀地拉伸到原来长度的2倍(R2)使用，假如它们的密度和电阻率不发生变化，则第一条电阻R1与第二条电阻R2的比值为(　　)

A. 1 ∶4 B. 1 ∶8

C. 1 ∶16 D. 1 ∶32

【答案】C

【解析】

【详解】设原来的电阻为R，其中的一根对折起来，横截面积变为原来的2倍，长度为原来的，根据电阻定律，电阻；另一根均匀地拉伸到原来长度的2倍，长度为原来2倍，横截面积变为原来的，根据电阻定律，电阻；两电阻之比为1：16．故C正确，ABD错误．

3. 如图所示，两个定值电阻、串联后接在电压稳定于的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于、的电压表接在两端，电压表的示数为。如果他把电压表改接在两端，则电压表的示数将（　　）

A. 等于 B. 小于 C. 大于小于 D. 等于或大于

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】电压表接在两端，电压表的示数为，此时两端的电压为4V，则说明、的电阻之比大于2:1，把电压表改接在两端，由于内阻不是远大于、，则电压表与并联之后的阻值小于，所以、两端的电压之比依然大于2:1，所以电压表的示数将小于。

故选B。

4. 关于元电荷下列说法错误的是(     )

A. 所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍

B. 元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 C

C. 元电荷实际上是指电子和质子本身

D. 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的

【答案】C

【解析】

【详解】A. 所有带电体的电荷量大小一定等于元电荷的整数倍，选项A正确；

B. 元电荷的值通常取作e＝1.60×10－19 C，选项B正确；

C. 元电荷是基本的电量单位，不是指电子和质子本身，选项C错误；

D. 电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的，选项D正确；

此题选择不正确的选项，故选C.

5. 如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则（　　）

A. A点的电场强度大小为

B. B点的电场强度大小为E－k

C. D点的电场强度大小不可能为0

D. A、C两点的电场强度相同

【答案】A

【解析】

【详解】A．正点电荷Q在A点的电场强度大小为

方向竖直向上，而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因二者方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为，A正确；

B．同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为 ，B错误；

C．点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，若二者大小相等时，则D点的电场强度大小为零，C错误；

D．根据矢量的合成法则，A点电场的方向斜向右上方，C点电场的方向斜向右下方，可知，A、C 两点的电场强度大小相等，而方向不同， D错误。

故选A。

6. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示一带正电粒子以一定的初速度从M点射入电场中的运动轨迹，粒子只受电场力作用，下列判断不正确的是（　　）

A. 该带正电粒子所受电场力的方向沿虚线的内侧

B. 粒子在M点的加速度大于在N点的加速度

C. 粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力

D. 粒子从M点运动到N点的过程中，速度一直增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．该带正电粒子在电场中受到的电场力与电场线相切指向轨迹（虚线）凹侧，如图所示

A正确，不符合题意；

BC．电场线越密处场强越大，粒子所受电场力越大，加速度越大，故粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，在M点的加速度小于在N点的加速度，B错误，符合题意，C正确，不符合题意；

D．粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，动能增大，速度增大，D正确，不符合题意。

故选B。

7. 下列说法正确的是（  ）

A. 电荷放在电势高的地方，电势能就大

B. 正电荷在电场中某点的电势能一定大于负电荷在该点具有的电势能

C. 电场强度为零的点，电势一定为零

D. 无论移动正电荷还是负电荷，若克服电场力做功它的电势能都增大

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：正电荷放在电势高地方，电势能就大，而负电荷放在电势高的地方，电势能就小．故A错误．电荷的电势能与电荷的电性和电势的正负有关，正电荷在电场中电势为负值的某点的电势能，小于负电荷在该点具有的电势能．故B错误．电场强度与电势无关，电场强度为零的点，电势不一定为零．故C错误．只要电荷克服电场力做功，根据功能关系可知，它的电势能都增大．故D正确．故选D.

【点睛】正电荷放在电势高的地方，电势能就大．电荷的电势能与电荷的电性和电势的正负有关，正电荷在电场中某点的电势能，不一定大于负电荷在该点具有的电势能．电荷克服电场力做功它的电势能都增大．电场强度与电势无关

8. 如图所示，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则下列说法正确的是（　　）

A. A点电势大于B点电势

B. A、B两点的电场强度相等

C. q1的电荷量小于q2的电荷量

D. q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由题，将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功，则知Q与两个试探电荷之间存在引力，说明Q带负电，电场线方向从无穷远处指向Q，则A点电势小于B点电势，A错误；

B．由点电荷场强公式

分析可知，A点的场强大于B点的场强，B错误；

C．由图分析可知：A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，根据电场力做功公式

得知，q1的电荷量小于q2的电荷量，C正确；

D．将q1、q2移动到无穷远过程中外力克服电场力做的功相等，两个试探电荷电势能的变化量相等，无穷远处电势能为零，则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能，D错误。

故选C。

9. 两个通草球带电后相互推斥，如图所示．两悬线跟竖直方向各有一个夹角α、β，且两球在同一水平面上．两球质量用m和M表示，所带电量用q和Q表示．若已知α>β，则下列说法中一定有的关系是( )

A. 球一定带异种电荷

B. m受到的电场力一定大于M所受电场力

C. m一定小于M

D. q一定大于Q

【答案】C

【解析】

【详解】两个球相互排斥，故一定带同种电荷，A错误；两球相互排斥，根据牛顿第三定律，相互排斥力相等，与带电量无关，BD错误；对左侧小球受力分析，受重力mg，拉力T和静电斥力F，如图所示

根据平衡条件，有：，，解得①，再对右侧小球受力分析，同理有②，因，由①②可得，C正确；选C．

【点睛】两球相互排斥，故带异种电荷，根据牛顿第三定律可知相互排斥力相等，与带电量无关；再根据平衡条件得到排斥力的表达式进行分析．

10. 如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则（　　）

A. P和Q都带正电荷 B. P和Q都带负电荷

C. P带正电荷，Q带负电荷 D. P带负电荷，Q带正电荷

【答案】D

【解析】

【详解】AB．受力分析可知，P和Q两小球，不能带同种电荷，AB错误；

CD．若P球带负电，Q球带正电，如下图所示，恰能满足题意，则C错误D正确，故本题选D．

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）

11. 如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势线，且，电场中的A、B、C三点的场强分别为、、，电势分别为、、，、间的电势差分别为、，则下列关系式正确的有（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．A、B、C三点处在同一条电场线上，沿着电场线的方向电势降低，故，选项A正确；

B．由电场线的疏密程度可看出电场强度的大小关系，故，选项B正确：

CD．电场线密集的地方电势降落较快，故，选项C正确，D错误.

故选ABC。

12. 如图所示，金属板带电量为＋Q，质量为m金属小球带电量为＋q，当小球静止后，悬挂小球的绝缘细线与竖直方向间的夹角为α，小球与金属板中心O恰好在同一条水平线上，且距离为L。下列说法正确的是（　　）

A. ＋Q在小球处产生的场强为

B. ＋Q在小球处产生的场强为

C. ＋q在O点产生的场强为

D. ＋q在O点产生的场强为

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．对金属小球受力分析，如图所示

故+Q在小球处产生的场强为

A错误B正确；

CD．根据点电荷的场强公式，+q在O点产生的场强为

D错误C正确。

故选BC。

13. 甲、乙两图分别为测灯泡电阻电路图，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法

B. 甲中，乙中

C. 甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使，故此法测小电阻好

D. 乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使，故此法测大电阻好

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．甲图的接法叫电流表外接法，乙图的接法叫电流表内接法，A正确；

B．甲图中，电压表测量值准确，又由于电压表的分流作用，电流表测量值偏大，根据欧姆定律

电阻测量值偏小，即

乙图中，电流表测量值准确，又由于电流表的分压作用，电压表测量值偏大，根据欧姆定律

电阻测量值偏大，即

B错误；

C．甲图中，误差来源与电压表的分流作用，为了减小误差，应使，故此法测较小电阻好，C正确；

D．乙图中，误差来源与电流表的分压作用，故为了减小误差，应减小电流表的分压，故应使 ，适合测量大电阻，D正确。

故选ACD。

14. 如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（    ）

A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电

B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电

C. 若粒子是从B运动到A，则其加速度减小

D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A B．做曲线运动的物体，所受合外力方向指向曲线的凹侧，其次粒子所受静电力与电场线的切线方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，A错误，B正确；

C．电场线密集的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，C正确；

D．从B到A过程中，静电力与速度方向成锐角，静电力做正功，动能增大，速度增大， D错误。

故选BC。

三、填空题（本题共2小题，每空2分共10分）

15. 如图所示，a、b是匀强电场中的两点，已知两点间的距离为0.4m，两点的连线与电场线成37°角，两点间的电势差为2.4×103V，则匀强电场的电场强度大小为E=______V/m，把电子从a点移到b点，电子的电势能将增加______J。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，电子的电荷量e=1.6×10-19C）

【答案】    ①. 7.5×103    ②. 3.84×10-16

【解析】

【详解】[1]匀强电场的电场强度大小为

[2]电子的电势能增加量为

16. 如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板A、B与电源E相连，在与两板等距离的M点有一个带电液滴处于静止状态。若将B板向下平移一小段距离稳定后，液滴将______运动，M点电势______，带电液滴在M点的电势能______。

【答案】    ①. 向下    ②. 升高    ③. 减小

【解析】

【详解】[1]根据平衡条件可知油滴受向上的电场力，电容器与电源保持相连，电容器板间的电压不变，将B板向下平移一小段距离，根据

分析得知板间电场强度减小，液滴所受的电场力减小，液滴将加速向下运动；

[2]由知，M点与A板的电势差减小，A板的电势为零，M点的电势小于零，则知M点的电势升高；

[3]由于液滴带负电，根据可知电液滴在M点的电势能减小。

四、计算题（共40分）

17. 质量均为m的两个可视为质点的小球A、B，分别被长为L的绝缘细线悬挂在同一点O，给A、B分别带上一定量的正电荷，并用水平向右的外力作用在A球上，平衡以后，悬挂A球的细线竖直，悬挂B球的细线向右偏60°角，如图所示。若A球的带电量为q，则：

（1）B球的带电量为多少；

（2）水平外力多大？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球B受重力、绳子拉力、库仑斥力而平衡，如下图所示

根据几何关系可知库仑力大小为

所以B球的带电量为

（2）小球A受重力、绳子拉力、库仑斥力和水平外力而平衡，如下图所示

水平外力为

18. 如图所示，一长为L的绝缘细线下端系质量为m的金属小球，并带有的电荷量，在细线的悬点O处放一电荷量为的点电荷。要使金属球能在竖直平面内做完整的圆周运动。求：

（1）金属球在最高点受到的库仑力多大；

（2）金属球在最高点的速度至少多大？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据库仑定律，有

（2）依题意，当金属球在最高点细线拉力为零时速度最小设为v，由牛顿第二定律可得

解得

19. 如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N接上直流电源，两极板间的距离为L＝15 cm.上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h处的B点有一小油滴自由落下．已知小油滴的电荷量q＝3.5×10－14 C、质量m＝3.0×10－9 kg.当小油滴即将落到下极板时速度恰好为零．两极板间的电势差U＝6×105 V．求：（不计空气阻力，取g＝10 m/s2）

 （1）两极板间的电场强度E的大小为多少？

（2）设平行板电容器的电容C＝4.0×10－12 F，则该电容器所带电荷量Q是多少？

（3）B点在A点的正上方的高度h是多少？

【答案】（1）4×106V/m；（2）2.4×10-6C；（3）0.55m

【解析】

【详解】（1）平行板电容器极板间为匀强电场：

    ①

场强方向由M板垂直指向N板；

（2）平板电容器的电容C=4.0×10-12F，据电容器的定义式C=Q/U得：

；

（3）小油滴下落过程中，先受重力，在M板以上做自由落体运动；进入匀强电场后，受重力和电场力作用，小油滴做匀减速运动，到达N板速度为零，以此过程为研究对象，由动能定理得：

    ②

联立①②解之得：h=0.55m

20. 如图所示，以O为圆心，r为半径的圆与坐标轴的交点分别为a、b、c、d，空间有与x轴正方向相同的匀强电场，同时在O点固定一个电荷量为+Q的点电荷，如果把一个电荷量为-q的试探电荷放在c点，则恰好平衡，静电力常量为k，求：

（1）匀强电场的场强大小为多少？

（2）a、d两点的实际场强大小为多少？

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）由电荷量为的试探电荷在c点处于平衡状态，受力分析可得

匀强电场场强大小为

（2）正点电荷形成的电场的场强方向从圆心沿半径方向向外，大小为

a点的实际场强为两个等大、同方向场强的合成，为

d点的实际场强为两个等大、互相垂直的场强的合成，为